红外隐身涂料的制备与应用研究
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摘要
以异戊二烯和丙烯腈为单体,通过乳液聚合合成了水性红外隐身涂料用粘合剂,用该粘合剂、金属填料和助剂制备了水性红外隐身涂料。研究了涂料中粘合剂的结构、金属填料的种类和形貌、分散剂和增稠剂的种类及用量与红外发射率的关系。用红外光谱仪表征了粘合剂的红外吸收,红外发射率测定仪表征了材料的红外发射率。研究结果表明：合成的水性粘合剂在8-14μm波段红外发射率较低,可以用作红外隐身涂料的粘合剂,片状铝粉用作红外隐身涂料的金属填料具有低红外发射率。
把红外隐身涂料涂覆于载体上,制成红外隐身涂层。研究了涂层中金属填料含量、载体类型、涂层厚度与涂层红外发射率之间的关系。用红外发射率测定仪表征了涂层的红外发射率,热重差热分析仪表征了涂层的热稳定性。研究结果表明：当涂层铝粉含量为20-30%,涂层厚度为20-40μm,涂刷次数为1-2次时,涂层的红外发射率为0.556,耐温性为341.8℃。
把红外隐身涂料涂敷于织物载体上,制得红外伪装织物涂层。研究了涂层增重率与涂层红外发射率、透湿性、耐磨性之间的关系。用红外发射率测定仪表征了涂层的红外发射率,磨耗仪表征了材料的耐磨性能。研究结果表明：当织物涂层的增重率为30%时,涂层透湿性和耐磨性良好,制备的伪装织物涂层的红外发射率为0.62。
图[12]表[16]参[50]
Adhesive for infrared stealth coating was synthesized by emulsion polymerization with isoprene and acrylonitrile as comonomers, and water-based infrared stealth coating was prepared by adhesive, metal fillers and additives. Relationship among structure of adhesive, types and morphology of metal fillers, types and amounts of dispersant and thickener in coating and infrared emissivity was studied. Infrared absorption was characterized by FT-IR, and infrared emissivity was measured by infrared emissometer. The results show that:water-based adhesive has low infrared emissivity at spectral range of 8-14μm can be used as adhesive for infrared stealth coating, flake aluminum powder as metal filler of infrared stealth coating has low infrared emissivity.
Stealth coating was prepared by brushing infrared stealth coating on the carrier. Relationship among amounts of metal fillers, types of carrier, coating thickness in coating and infrared emissivity was studied. Infrared emissivity of coating was characterized by infrared emissometer, and thermostability of coating characterized by TG-DTA. The results show that:infrared emissivity of coating is 0.556 and temperature resistance is 341.8℃when the amount of aluminum powder up to 20～30%, coating thickness up to 20～40μm and brushing times is 1-2.
Infrared camouflage fabric was prepared by brushing infrared stealth coating on the fabric carrier. Relationship among growth rate of coating and infrared emissivity, moisture permeability, wear resistance of coating was studied. Infrared emissivity of coating was characterized by infrared emissometer, wear resistance of material characterized by abrasion tester. The results show that:when the growth rate of fabric coating for 30%, fabric coating has good moisture permeability and wear resistance, the infrared emissivity of camouflage fabric coating is 0.62.
Figure [12] table [16] reference [50]
把红外隐身涂料涂覆于载体上,制成红外隐身涂层。研究了涂层中金属填料含量、载体类型、涂层厚度与涂层红外发射率之间的关系。用红外发射率测定仪表征了涂层的红外发射率,热重差热分析仪表征了涂层的热稳定性。研究结果表明：当涂层铝粉含量为20-30%,涂层厚度为20-40μm,涂刷次数为1-2次时,涂层的红外发射率为0.556,耐温性为341.8℃。
把红外隐身涂料涂敷于织物载体上,制得红外伪装织物涂层。研究了涂层增重率与涂层红外发射率、透湿性、耐磨性之间的关系。用红外发射率测定仪表征了涂层的红外发射率,磨耗仪表征了材料的耐磨性能。研究结果表明：当织物涂层的增重率为30%时,涂层透湿性和耐磨性良好,制备的伪装织物涂层的红外发射率为0.62。
图[12]表[16]参[50]
Adhesive for infrared stealth coating was synthesized by emulsion polymerization with isoprene and acrylonitrile as comonomers, and water-based infrared stealth coating was prepared by adhesive, metal fillers and additives. Relationship among structure of adhesive, types and morphology of metal fillers, types and amounts of dispersant and thickener in coating and infrared emissivity was studied. Infrared absorption was characterized by FT-IR, and infrared emissivity was measured by infrared emissometer. The results show that:water-based adhesive has low infrared emissivity at spectral range of 8-14μm can be used as adhesive for infrared stealth coating, flake aluminum powder as metal filler of infrared stealth coating has low infrared emissivity.
Stealth coating was prepared by brushing infrared stealth coating on the carrier. Relationship among amounts of metal fillers, types of carrier, coating thickness in coating and infrared emissivity was studied. Infrared emissivity of coating was characterized by infrared emissometer, and thermostability of coating characterized by TG-DTA. The results show that:infrared emissivity of coating is 0.556 and temperature resistance is 341.8℃when the amount of aluminum powder up to 20～30%, coating thickness up to 20～40μm and brushing times is 1-2.
Infrared camouflage fabric was prepared by brushing infrared stealth coating on the fabric carrier. Relationship among growth rate of coating and infrared emissivity, moisture permeability, wear resistance of coating was studied. Infrared emissivity of coating was characterized by infrared emissometer, wear resistance of material characterized by abrasion tester. The results show that:when the growth rate of fabric coating for 30%, fabric coating has good moisture permeability and wear resistance, the infrared emissivity of camouflage fabric coating is 0.62.
Figure [12] table [16] reference [50]
引文
[1]陈益.F-22及F-35的高水平隐身[J].航空维修与工程.2007.(1)：39-40.
[2]张寒露.曹京宜.舰船迷彩伪装涂料现状[J].现代涂料与涂装,2010,13(2)：23-25.
[3]胡传忻.隐身涂层技术[M].北京：化学工业出版社,2000.131.
[4]刘默伟,李航.红外隐身技术的发展分析[J].舰船电子工程,,2009,29(5)：26.
[5]程从亮.8-14μm低发射率红外隐身涂料研究[D].南京：南京工业大学材料科学与工程学院,2005.
[6]付伟.红外隐身原理及其应用技术[J].红外与激光工程.2002,21(1)：89.
[7]张存,白韶军.杨爱弟,等.新型红外复合隐身涂层技术[J].红外,2009,30(1)：16-19.
[8]李洁,杨康,干国志.等.新型材料在红外隐身涂料中的应用前景[J].现代涂料与涂装.2008.]1(5)：26-12.
[9]李靖宇.杜仕国.施冬梅,等.红外隐身涂料粘合剂的研究进展[J].表面技术,2009,38(4)：72.
[10]杨辉,谢卫,张拴勤.潘家亮红外抑制新方法探讨[J].光电技术应用.2010.25(3)：7-7.
[11]徐鹏.红外隐身技术的发展动向与分析[J].舰船电子工程,2009.29(7)：41.
[12]王树强.涂料工艺[M].北京：化学工业出版社,1996.6-7.
[13]游毓聪,杜仕国.施冬梅,等.红外隐身涂料粘合剂的应用与研究[J].现代涂料与涂装,2006(7)：50-51.
[14]李靖宇,施冬梅.几种红外隐身涂料粘合剂性能研究[J].现代涂料与涂装,2010,13(7)：18.
[15]吴行,郭巍,郑振忠.装甲车辆红外隐身技术的发展趋势[J].中国表面工程,2011,24(1)：7-8.
[16]任明,华萍.龚荣洲.基于环氧树脂的低红外发射率材料研究[J].兵器材料科学与工程,,2011,34(2)：45.
[17]Hubbard,Ronald N.Radio frequency transparent infrared reflective coating materials and methods of making the same:US,5506053[P].1996-04-09.
[18]朱永安,姚兰芳,汪国庆,岳春晓.红外隐身涂料的研究进展[J].材料导报,2006,20(7)：319.
[19]王自荣.红外隐身涂料填料发射率研究[J].上海航天,2000,17(1)：24-26.
[20]Kalvert R L. Surface coating for low emittance in the thennalsurvallance band[R].AD-A152257,1984.
[21]汪小舟.红外隐身涂料的制备及性能研究[D].南京：东南大学化学化工学院,2005.
[22]张帆,王建营,杜海燕,等.红外隐身涂料研究进展[J].化学与粘合,2004(2)：87-90.
[23]翁小龙,张捷,刘孝会.红外低辐射率涂料的研制[J].表面技术,2001,30(4)：36-38.
[24]潘淖,赵振声,何华辉.红外低发射率材料的研究[J].华中科技大学学报(自然科学版) 2003，31(7)：28-30.
[25]张笑梅.乔冬平.鲁先孝.以复合材料为基底的ITO薄膜红外隐身特性研究[.J].材料开发与应用,2010,25(4)：24-25.
[26]王云普,杨超.高敬民,等.水性体系填料用高分子分散剂的研究[J].环境友好型涂料与涂装特刊.2006.11：35.
[27]城清和,太田晶久.水性涂料用添加剂第2讲增稠剂[J].涂料工业,2003.33(8)：23-25.
[28]周新华,廖列文,宋光泉,等.水性涂料中增稠剂的选择及其应用[J].广东化工,2006,8(33)：54-55.
[29]余慧娟.低红外发射率涂层的制备及其耐腐蚀性能的研究[D].南京：南京航空航天大学材料科学与技术学院.2010.
[30]宋兴华,於定华,马新胜,等.涂料型红外隐身材料研究进展[J].红外技术.2004.26(2)：10-11.
[31]高颂.乐洪宇.国外红外隐身技术的发展[J].舰船电子工程,2010,30(10)：17-22.
[32]Bach Wolfgang. Materials for multispectral camouflage in the visual,1R and mcro/millimetre wave range:DE,3606691[P],1987-09-03.
[33]辛宇天,王强.纳米隐身涂层特性及应用分析[J].光电技术应用,2005,20(4)：29-31.
[34]张凯,马艳,范敬辉,等.低发射率红外隐身涂料研究进展[J].化学推进剂与高分子材料.2008,6(1)：22-23.
[35]张梅,蔡红莉.崔占臣织物用红外透明粘合剂的研究[J].天津工业大学学报.2003,22(4)：45-46.
[36]杜永,李梅,刑宏龙.红外隐身涂料粘合剂的制备[J].山西化工,2006,26(6)：2-3.
[37]邵春明,徐国跃,余慧娟,等.改性三元乙丙橡胶用于红外隐身涂层的研究[J].宇航材料工艺,2008,(3)：62-63.
[38]宋维密.织物用水性红外隐身涂层的制备研究[D].淮南：安徽理[大学化学工程学院,2009.
[39]张存,百韶军.新型红外复合隐身涂层的研究[J].红外2009,30(1)：16-19.
[40]王志锋,史秀梅,等.碳纳米管涂层红外发射率的研究[J].兵器材料科学与工程,2008,32(1)：21-22.
[41]沐磊,王丽熙,黄芸,等.红外隐身涂料的研究与发展趋势[J].材料导报2007,21(1)：124
[42]王自荣,余大斌,於定华.ITO涂料在8-14μmm波段红外发射率的研究[J].红外技术一999,21(1)：41.
[43]张拦,王璐,刘琼.红外隐身材料的研究进展[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2011.21(1)：6.
[44]邢宏龙.织物用水性红外隐身涂料粘合剂的制备方法：中国,20061009756 2.8[P].2007-8-22.
[45]崔锦峰,马永强.杨保平,等.红外隐身材料的研究现状及发展趋势[J]表面技术.2010.39(6)：71-73.
[46]周学梅.周光华,张平,等.可见光迷彩与红外斑块分离的多梯度红外隐身涂料研究[J].表面技术.2007.36(3)：15
[47]李凤雷,徐国跃,余慧娟,等.红外隐身涂层的制备及其与雷达吸波涂料的兼容性研究[J].红外技术,2009,31(7)：417.
[48]张辉.红外迷彩伪装织物研究与实践[D].上海：东华大学材料科学与工程学院,,2006.
[49]张帆,韩向洪,马利辉,等.填料质量分数对涂膜性能的影响[J].皮革科学与工程,2006.16(2)：26-27.
[50]王慧玲.多功能涂层织物的研究[D].青岛：青岛大学纺织服饰学院.2007.
[2]张寒露.曹京宜.舰船迷彩伪装涂料现状[J].现代涂料与涂装,2010,13(2)：23-25.
[3]胡传忻.隐身涂层技术[M].北京：化学工业出版社,2000.131.
[4]刘默伟,李航.红外隐身技术的发展分析[J].舰船电子工程,,2009,29(5)：26.
[5]程从亮.8-14μm低发射率红外隐身涂料研究[D].南京：南京工业大学材料科学与工程学院,2005.
[6]付伟.红外隐身原理及其应用技术[J].红外与激光工程.2002,21(1)：89.
[7]张存,白韶军.杨爱弟,等.新型红外复合隐身涂层技术[J].红外,2009,30(1)：16-19.
[8]李洁,杨康,干国志.等.新型材料在红外隐身涂料中的应用前景[J].现代涂料与涂装.2008.]1(5)：26-12.
[9]李靖宇.杜仕国.施冬梅,等.红外隐身涂料粘合剂的研究进展[J].表面技术,2009,38(4)：72.
[10]杨辉,谢卫,张拴勤.潘家亮红外抑制新方法探讨[J].光电技术应用.2010.25(3)：7-7.
[11]徐鹏.红外隐身技术的发展动向与分析[J].舰船电子工程,2009.29(7)：41.
[12]王树强.涂料工艺[M].北京：化学工业出版社,1996.6-7.
[13]游毓聪,杜仕国.施冬梅,等.红外隐身涂料粘合剂的应用与研究[J].现代涂料与涂装,2006(7)：50-51.
[14]李靖宇,施冬梅.几种红外隐身涂料粘合剂性能研究[J].现代涂料与涂装,2010,13(7)：18.
[15]吴行,郭巍,郑振忠.装甲车辆红外隐身技术的发展趋势[J].中国表面工程,2011,24(1)：7-8.
[16]任明,华萍.龚荣洲.基于环氧树脂的低红外发射率材料研究[J].兵器材料科学与工程,,2011,34(2)：45.
[17]Hubbard,Ronald N.Radio frequency transparent infrared reflective coating materials and methods of making the same:US,5506053[P].1996-04-09.
[18]朱永安,姚兰芳,汪国庆,岳春晓.红外隐身涂料的研究进展[J].材料导报,2006,20(7)：319.
[19]王自荣.红外隐身涂料填料发射率研究[J].上海航天,2000,17(1)：24-26.
[20]Kalvert R L. Surface coating for low emittance in the thennalsurvallance band[R].AD-A152257,1984.
[21]汪小舟.红外隐身涂料的制备及性能研究[D].南京：东南大学化学化工学院,2005.
[22]张帆,王建营,杜海燕,等.红外隐身涂料研究进展[J].化学与粘合,2004(2)：87-90.
[23]翁小龙,张捷,刘孝会.红外低辐射率涂料的研制[J].表面技术,2001,30(4)：36-38.
[24]潘淖,赵振声,何华辉.红外低发射率材料的研究[J].华中科技大学学报(自然科学版) 2003，31(7)：28-30.
[25]张笑梅.乔冬平.鲁先孝.以复合材料为基底的ITO薄膜红外隐身特性研究[.J].材料开发与应用,2010,25(4)：24-25.
[26]王云普,杨超.高敬民,等.水性体系填料用高分子分散剂的研究[J].环境友好型涂料与涂装特刊.2006.11：35.
[27]城清和,太田晶久.水性涂料用添加剂第2讲增稠剂[J].涂料工业,2003.33(8)：23-25.
[28]周新华,廖列文,宋光泉,等.水性涂料中增稠剂的选择及其应用[J].广东化工,2006,8(33)：54-55.
[29]余慧娟.低红外发射率涂层的制备及其耐腐蚀性能的研究[D].南京：南京航空航天大学材料科学与技术学院.2010.
[30]宋兴华,於定华,马新胜,等.涂料型红外隐身材料研究进展[J].红外技术.2004.26(2)：10-11.
[31]高颂.乐洪宇.国外红外隐身技术的发展[J].舰船电子工程,2010,30(10)：17-22.
[32]Bach Wolfgang. Materials for multispectral camouflage in the visual,1R and mcro/millimetre wave range:DE,3606691[P],1987-09-03.
[33]辛宇天,王强.纳米隐身涂层特性及应用分析[J].光电技术应用,2005,20(4)：29-31.
[34]张凯,马艳,范敬辉,等.低发射率红外隐身涂料研究进展[J].化学推进剂与高分子材料.2008,6(1)：22-23.
[35]张梅,蔡红莉.崔占臣织物用红外透明粘合剂的研究[J].天津工业大学学报.2003,22(4)：45-46.
[36]杜永,李梅,刑宏龙.红外隐身涂料粘合剂的制备[J].山西化工,2006,26(6)：2-3.
[37]邵春明,徐国跃,余慧娟,等.改性三元乙丙橡胶用于红外隐身涂层的研究[J].宇航材料工艺,2008,(3)：62-63.
[38]宋维密.织物用水性红外隐身涂层的制备研究[D].淮南：安徽理[大学化学工程学院,2009.
[39]张存,百韶军.新型红外复合隐身涂层的研究[J].红外2009,30(1)：16-19.
[40]王志锋,史秀梅,等.碳纳米管涂层红外发射率的研究[J].兵器材料科学与工程,2008,32(1)：21-22.
[41]沐磊,王丽熙,黄芸,等.红外隐身涂料的研究与发展趋势[J].材料导报2007,21(1)：124
[42]王自荣,余大斌,於定华.ITO涂料在8-14μmm波段红外发射率的研究[J].红外技术一999,21(1)：41.
[43]张拦,王璐,刘琼.红外隐身材料的研究进展[J].洛阳理工学院学报(自然科学版),2011.21(1)：6.
[44]邢宏龙.织物用水性红外隐身涂料粘合剂的制备方法：中国,20061009756 2.8[P].2007-8-22.
[45]崔锦峰,马永强.杨保平,等.红外隐身材料的研究现状及发展趋势[J]表面技术.2010.39(6)：71-73.
[46]周学梅.周光华,张平,等.可见光迷彩与红外斑块分离的多梯度红外隐身涂料研究[J].表面技术.2007.36(3)：15
[47]李凤雷,徐国跃,余慧娟,等.红外隐身涂层的制备及其与雷达吸波涂料的兼容性研究[J].红外技术,2009,31(7)：417.
[48]张辉.红外迷彩伪装织物研究与实践[D].上海：东华大学材料科学与工程学院,,2006.
[49]张帆,韩向洪,马利辉,等.填料质量分数对涂膜性能的影响[J].皮革科学与工程,2006.16(2)：26-27.
[50]王慧玲.多功能涂层织物的研究[D].青岛：青岛大学纺织服饰学院.2007.